题目内容

【题目】某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台,导线、复写纸、纸带、小木块、细沙若干.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.
你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:①还需要补充的实验器材是
②某同学的实验步骤如下:用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L,算出这两点的速度v1与v2 . 他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在图示情况下还应该采取的一项操作是:; 应控制的实验条件是:
③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下,且已知滑块的质量为M,沙和沙桶的总质量为m,相邻两个点之间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5(图中未标出S3、S4、S5),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中,沙和沙桶的重力所做的功W=
该滑块动能改变量的表达式为△EK= . (结果用题中已知物理量的字母表示)

【答案】天平和刻度尺;平衡摩擦力;保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量;mg
【解析】解:①由于实验需要测量纸带的长度,所以需要刻度尺,根据动能定理表达式可知,需要用天平测量物体的质量,所以缺少的器材是天平和刻度尺.②受力分析可知,使滑块所受合外力等于绳子的拉力,应采取的措施是平衡摩擦力平衡摩擦力:先将小沙桶和滑块的连线断开,用垫块将长木板的左端稍垫起,直至轻推滑块,滑块能在水平长木板上匀速滑行为止;

要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力,应满足的条件是:实验中保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量

③由点B到D点所对应的过程中,沙和沙桶的重力所做的功W=mg

根据 = 可得,

=

=

所以 =

整理可得 =

所以答案是:①天平和刻度尺②平衡摩擦力;保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量 ③mg

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